ЭБНЭ_full

Наноразмерные состояния

нульмерное состояние (ОD-состояние) – квантовые точки, наночастицы, образующие самостоятельный композит или распределенные статистически в массивном материале – матрице. (Иначе говоря, объекты, размер которых по всем осям измерения не превышает 100 нм.)

Квантовая точка (искусственный атом) — нульмерный (0D) объект.

Наноразмерные состояния

одномерное состояние (1D-состояние) – расположенные в линию 0D-нанообъекты (частицы, нити, волокна, трубки наноразмерного диаметра) в объеме массивного материала – матрицы. (Иначе говоря, объекты размер которых по одной из осей измерения превышает 100 нм.)

Квантовая проволока (нить) — одномерный (1D) объект,

перемещение электронов не ограничено по координате Х. 1D - электронный газ.

Наноразмерные состояния

двумерное состояние (2D-состояние) – тонкие пленки, в которых нанометровый размер реализуется только по толщине; 0D- и 1Dобъекты, упорядоченно расположенные в произвольно ориентированных нанослоях массивного материала. (Иначе говоря, объекты размер которых по двум осям измерения превышает 100 нм.)

Квантовая яма (пленка) —

двухмерный (2D) объект, толщина dy соизмерима с длиной волны де Бройля (d ~ λБ). Система электронов

–двухмерный (2D) электронный газ.

Наноразмерные состояния

трехмерное состояние (3D-состояние) – 0D-, 1D- и 2Dобъекты,

образующие массивные образцы с трехмерным упорядочением нанослоев. (Иначе говоря, объекты размер которых по трем осям измерения превышает 100 нм, т. е. макрообъект с пространственно упорядоченной наноструктурой). К последней разновидности

можно также отнести 3D-структуры, имеющие микро- и

макроскопические размеры, но тонкую объемную структуру, состоящую из наноразмерных частиц.

Качественные изменения свойств при переходе к наноразмернымэлементам

Общая направленность изменений в свойствах элементов состоит в том, что уменьшается удельный вес макроскопических взаимодействий (например, сводится практически к нулю роль сил тяготения) и вместе с тем возрастает удельный вес атомномолекулярных взаимодействий (взаимодействий молекул, атомов,

электронов и квазичастиц), хаотического теплового движения.

Возрастает роль поверхностных явлений и поверхностных электронных состояний

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ СОДАНИЯ

ИРАЗВИТИЯ НАНОЭЛЕКТРОНИКИ

1.Открытие углеродных нанотрубок и графена, разработка методов их формирования.

2.Разработка зондовых методов по-атомной сборки.

3.Появление спинтроники. Использование спинов в качестве носителей информации.

4.Создание транзисторов на гетеропереходах.

5.Открытие квантового эффекта кулоновской блокады, создание одноэлектронных устройств, работоспособных при комнатных температурах.

6.Появление молекулярной наноэлектроники.

7.Разработка химических методов получения нанокристаллов и упорядоченных наноструктур.

Основные задачи современной наноэлектроники

Наноэлектроника – это область электроники, занимающаяся разработкой физических и технологических основ создания интегральных схем с характерными топологическими размерами элементов менее 100 нм.

•разработка физических основ работы активных приборов с нанометровыми размерами (в том числе – квантовых);

•разработка физических основ технологических процессов;

•разработка конструкций приборов и технологий их изготовления;

•разработка ИС и других изделий элементной базы с нанометровыми технологическими размерами.

Продукция наноэлектроники

Созданиеполезного устройства «для жизни»

Оптоэлектроника

Датчики Дискретные компоненты

Интегральные схемы (ИС)